Questões de Química - ITA 2021 | Gabarito e resoluções

(ITA - 2021 - 2 FASE) Sejam dados os seguintes pares redox e seus respectivos potenciais padro de eletrodo, a 25 C. Com base nessas informaes, responda aos itens abaixo sobre a tendncia corroso de metais em diferentes meios. a) Apresente os elementos metlicos listados na tabela em ordem decrescente (do maior para o menor) de tendncia corroso. b) Se esses elementos metlicos forem mergulhados em uma soluo desaerada de H2SO4a 0,5 mol L-1, quais deles sofrero corroso? Justifique. c) Se a soluo do item b) for aerada, a tendncia corroso dos elementos metlicos ser alterada? Se sim, quais sofrero corroso? Justifique. d) Se os elementos metlicos forem mergulhados em uma soluo aquosa desaerada de NaOH a 1mol L-1, quais deles sofrero corroso? Justifique. e) Se a soluo do item d) for substituda por uma de NaOH a0,1mol L-1e aerada, a tendncia corroso dos elementos metlicos ser alterada? Se sim, quais sofrero corroso? Justifique. Dado eventualmente necessrio: log2 = 0,3.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Trs regies industrializadas apresentaram as seguintes concentraes (em partes por milho em volume) de xidos gasosos em sua atmosfera. Sabe-se que a chuva cida se refere gua da chuva com pH menor que 5,6 (equivale a)Considere a presso atmosfrica igual a 1 atm e a formao apenas dos cidos,ena dissoluo dos gases. a)Determine a concentrao molar de esperada para a gua da chuva em cada uma das regies. b)Organize as regies em ordem crescente de pH esperado da gua da chuva. c)Qual(is) regio(es) pode(m) sofrer os efeitos negativos de uma chuva cida? Dados eventualmente necessrios: = constante da lei de Henry, = constante de ionizao da espcie cida A formada na solubilizao do gs X.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Um reator qumico, projetado com uma vlvula de alvio de presso que acionada a 8,5 atm, contm uma mistura gasosa composta por quantidades iguais de um reagente (A) e de uma substncia inerte (B), a 10 C e 2 atm. Ao elevar rapidamente a temperatura do reator para 293 C, o reagente A comea a se decompor de acordo com a seguinte equao estequiomtrica genrica: 2A (g) 3C (g) + 4D (g) + E (g) Sabendo que a velocidade de consumo de A nessa temperatura dada por VA= -0,25 x (PA)0(em atmh-1), onde PAcorresponde presso parcial da substncia A, responda: a) Aps quanto tempo de reao a vlvula de alvio acionada? b) Quais as presses parciais de cada espcie (A, B, C, D e E) presente no reator no momento do acionamento da vlvula de alvio? c) Assumindo 100% de rendimento da reao, qual a quantidade mxima de mistura gasosa que pode ser adicionada ao reator sem que a vlvula de alvio seja acionada?

(ITA - 2021 - 2 FASE) O poder calorfico um indicativo do potencial energtico dos combustveis, sendo que a diferena entre o poder calorfico superior (PCS) e o poder calorfico inferior (PCI) equivale energia necessria para a vaporizao da gua formada numa reao de combusto completa. Sabe-se que o PCD do metano 55 MJ kg-1e do etanol 30MJ kg-1e que a entalpia de vaporizao da gua . a) Calcule os valores do PCI do metano e do etanol, em kJ mol-1. b) Sabendo que o gs natural composto principalmente por metano e que os outros componentes possuem PCS muito inferiores ao deste gs, estime a porcentagem em massa de metano presente em um gs natural cujo PCS = 52 MJ kg-1. c) Expliquepor que o PCS do metano muito superior ao do etanol.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Sulfeto de nquel pouco solvel em gua, apresentado a constante do produto de solubilidade igual a KPS = 4 x 10-19. Ao adicionar 18,15 g desse sal a 1 L de gua e, em seguida, ajustar o pH do meio com adio de cido sulfrico, observou-se a solubilizao do sal com formao de cido sulfdrico. Desprezando-se a variao do volume do meio reacional pela adio do cido e dadas as constantes de ionizao do cido sulfdrico Ka1= 1 x 10-7e Ka2 = 1 x 10-14, determine: a) A constante de equilbrio K da reao de solubilizao do sulfeto de nquel em meio cido. b) A faixa de valores de pH na qual todo o sulfeto de nquel solubilizado. c) A porcentagem de sulfeto de nquel solubilizado quando o pH do meio for 3.

(ITA - 2021) Considere a combusto de um determinado alceno com uma quantidade definida de ar em excesso. Considere, ainda, que o ar composto apenas por nitrognio e oxignio numa (proporo molar de 3,76) e que o nitrognio no sofre oxidao durante a combusto. Para esta reao, determine a porcentagem do(s) gs(es) em cada uma das situaes descritas abaixo. a)Na combusto incompleta do alceno com ar em excesso, alm dos produtos esperados numacombusto completa, h a formao de monxido de carbono na proporo molar de 1 para 8 em relao ao dixido de carbono. Alm disso, a quantidade em mol de O2que sobrou aps a reao igual de carbono no incio da reao. Com base nessas informaes, determine a composiopercentual aproximada dos gases resultantes da reao, considerando a remoo prvia da gua. b)Determine o percentual de ar em excesso na reao de combusto completa do alceno.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Responda s seguintes questes: a) Sabe-se que a primeira afinidade eletrnica do oxignio exotrmica (-141 kJ mol-1) e a segunda altamente endotrmica (+798 kJ mol-1). Justifique a razo pela qual a maioria dos compostos inicos contendo oxignio so encontrados na forma do nion O2-. b) A primeira energia de ionizao para o oxignio (1313,9 kJ mol-1) menor do que a primeira energia de ionizao para o nitrognio (1402,3 kJ mol-1), enquanto um comportamento oposto observado para a segunda energia de ionizao para oxignio (3388,3 kJ mol-1) e nitrognio (2856 kJ mol-1). Justifique esse comportamento. c) A primeira energia de ionizao para o sdio (495,8 kJ mol-1) consideravelmente maior do que a do potssio (418,8 kJ mol-1). Um comportamento semelhante pode ser observado para o magnsio (737,7 kJ mol-1) e para o clcio (589,8 kJ mol-1). No entanto, essa tendncia no observada para os elementos alumnio (577,5 kJ mol-1) e glio (587,8 kJ mol-1). Justifique esse comportamento.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Considere a reao de oxirreduo no balanceada de um mol de sulfato de chumbo com cido hipocloroso, a 25 C. 1 PbSO4(s)+ HOCl(aq) Cl2(g)+ PbO2(s)+ HSO-4(aq)+ H+(aq) Para esta reao, a variao de entalpia padro Hr= +19,9 kJ. Sabe-se que o potencial de eletrodo padro da espcie que sofre oxidao +1,63 V e o da espcie que sofre reduo +1,61 V. a) Escreva as semirreaes, a reao global balanceada e o potencial padro da reao global. b) Determine a variao de energia interna da reao (Ur), considerando comportamento ideal dasespcies. c) Justifique termodinamicamente a diferena entre os valores deHreUrpara a reao acima.

(ITA - 2021 - 2 FASE) O polietileno um polmero largamente utilizado deviso s suas caractersticas estruturais e s suas propriedades. Dependendo das condies reacionais e do sistema cataltico empregado na polimerizao, diferentes tipos de polietileno podem ser produzidos. Dois dos principais tipos de polietileno so: polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD), ilustrados abaixo: a) Escreva a frmula estrutural do monmeno do polietileno e tambm do produto de polimerizao com trs unidades repetitivas do monmero. Qual o nome dessa reao de polimerizao? b) Como a linearidade da cadeira do polmero afeta sua rigidez? Pelo critrio de linearidade, qual dos dois polmeros (PEBD ou PEAD) seria mais rgido? c) Como a cristalinidade de um polmero afeta sua transparncia/opacidade? Pelo crtrio da cristalinidade, qual dos dois polmeros (PEBD ou PEAD) teria maior transparncia?

(ITA - 2021 - 2 FASE) Considere o composto 2,4-pentanodiona. a) Escreva, utilizando frmulas estruturais, a equao qumica que representa o equilbrio tautomrico deste composto com a sua forma enlica. b) Desenhe as estruturas de ressonncia da forma enlica do item a). c) Explique por que a 2,4-pentanodiona um composto cido.

(ITA - 2021- 1aFase) Considerando substncias comparadas nas mesmas condies de presso e temperatura, assinale a opo que apresenta a afirmao ERRADA sobre interaes intermoleculares na fase lquida.

(ITA - 2021 - 1 Fase) Sejam dadas as reaes no equilbrio envolvidas nos processos de carga e descarga de uma bateria chumbo-cido e seus respectivos potenciais padro de eletrodoversusEPH (E) ou constantes de dissociao cidas (Ka), todos a 25 C Semirreaes principais: E(V) i. PbSO4(s) + 2e-⇌ Pb(s) + SO42-(aq) -0,36 ii.PbSO4(s) + H+(aq) + 2e-⇌ Pb(s) + HSO4-(aq) -0,30 iii. PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3H+(aq) + 2e-⇌ PbSO4(s) + H2O(l) 1,63 iv.PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e-⇌ PbSO4(s) + 2H2O(l) 1,69 Semirreaes secundrias: v. 2H+(aq) + 2e-⇌ H2(g) 0,00 vi. O2(g)+ 4H+(aq) + 4e-⇌ 2H2O(l) 1,23 Reaes de equilbrio cido-base: Ka vii. H2SO4(aq)⇌ H+(aq)+ HSO4-(aq) grande viii. HSO4-(aq)⇌H+(aq)+ SO42-(aq) 1x10-2 Sabe-se que a bateria converte Pbe PbO2em PbSO4na descarga e que, em condies normais o pH da soluo eletroltica menor que 1. A respeito dessa bateria, foram feitas as seguintes afirmaes: I. Em condies normais, durante a descarga, a semirreao principal que ocorre no nodo aie, no ctodo, aiv. II. Em condies normais, o pontencial da bateria no equilbrio pode ser representado por E = 1,93 - 0,06pH + 0,06log[HSO4-]. III. Em condies padro, a eletrlise da gua sempre acontece. IV. Em pH ~ 2, os pontenciais das semirreaes secundrias igualam-se aos potenciais das semirreaes principais do nodo e do ctodo, respectivamente, portanto a eletrlise da gua no ocorre quando o eletrlito tem pH 2. Considerando apenas argumentos baseados no equilbrio termodinmico a 25C, est ERRADA(S) apenas a(s) afirmao(es) Dados: Constante de Faraday (F): 9,65 104 Cmol1 = 9,65 104 Asmol1 = 9,65 104 JV1mol1 Constante dos gases(R):8,21 102 atmLK1 mol1 = 8,31 JK1mol1 = 1,98 calK1mol1

(ITA - 2021 - 1 Fase) Considere as seguintes proposies a respeito da qumica de compostos de carbono: I.Penteno e ciclopentano no so ismeros estruturais, enquanto butano e ciclobutano so. II.Cloroeteno pode sofrer polimerizao por adio, enquanto o tetrafluoretano no. III.2-Bromopropano opticamente ativo, enquanto 1,2-dicloropentano no . IV.Sob exposio luz, a reao entre cloro e metano ocorre por substituio. Por outro lado, na ausncia de luz, a reao entre bromo e eteno ocorre por adio. V.A desidratao intramolecular de lcoois orgnicos forma alcenos. Das afirmaes acima, est(o) CORRETA(S) apenas

(ITA - 2021- 1aFase) Considere a reao genrica A + 2BC, cuja lei de velocidade dada por v = k[A][B]. Em um estudo cintico, foram obtidas as velocidades da reao em cinco experimentos distintos, em que as concentraes das espcies A e B variaram conforme a tabela abaixo. Com base nesses experimentos, assinale a opo que apresenta os valore correto de, , k,X e Y, respectivamente.

(ITA - 2021- 1aFase) Considere as seguintes proposies sobre ligaes qumicas: I.O comprimento de ligao e a energia de ligao so influenciados pela multiplicidade da ligao, pela ressonncia e pelo raio atmico. II.Cargas formais consideram ligaes qumicas perfeitamente covalentes ao assumir que os eltrons so igualmente compartilhados. III.O poder de polarizao de um ction maior quanto maiores forem o seu volume e a sua carga. A interao destes ction com um nion altamente polarizvel tende a apresentar um maior carter covalente. IV.Na ressonncia h uma diminuio da energia em funo da contribuio de estruturas que possuem a mesma geometria, porm com diferentes arranjos dos eltrons. Das afirmaes acima, est(o) ERRADA(S) apenas.